MENA Kursinformasjon Kap. 1; Materialer og energi (innledning)

Like dokumenter
MENA Kursinformasjon Kap. 1; Materialer og energi (innledning)

Studieplan for KJEMI 1

Skjema for å opprette, endre og legge ned emner

KJM1100 Generell kjemi

Innhold. Forord... 11

Materialteknologi - masterstudium (5-årig) MTMT år. HØST 1. år Master i materialteknologi - 1. år


Studieplan - KOMPiS Kjemi 1 (8-13)

Studieplan for KJEMI

Materialteknologi - masterstudium (5-årig) MTMT år. HØST 1. år Master i materialteknologi - 1. år

Studieplan 2012/2013

Studieplan 2010/2011

Studieplan 2009/2010

Kjemifaget i dagens læreplaner erfaringer og muligheter

Mekanisk belastning av konstruksjonsmaterialer Typer av brudd. av Førstelektor Roar Andreassen Høgskolen i Narvik

Semesterplan Høsten 2010

Kompetanse for kvalitet Varig videreutdanning i kjemi for lærere 30 studiepoeng

Emneplan Naturfag 1 for trinn. Videreutdanning for lærere. HBV - Fakultet for humaniora og utdanningsvitenskap, studiested Drammen

Periodisk Emnerapport FYS2210 Høst2013

Studieplan - KOMPiS Naturfag 1 (8-13)

Nanoteknologi - masterstudium (5-årig) MTNANO år. HØST 1. år 1. år Master i nanoteknologi. VÅR 1. år 1. år Master i nanoteknologi

Skjema for å opprette, endre og legge ned emner

NTNU KOMPiS Studieplan for Kjemi 2012/2013

STUDIEPLAN. 0 studiepoeng. Narvik, Alta, Bodø Studieår

NTNU KOMPiS Studieplan for Naturfag 1 ( trinn) Studieåret 2014/2015

Studieplan for Naturfag 1 Studieåret 2016/2017

Skjema for å opprette, endre og legge ned emner

Bemanningsplan høsten 2018

Nanoteknologi - masterstudium (5-årig) MTNANO år. HØST 1. år 1. år Master i nanoteknologi. VÅR 1. år 1. år Master i nanoteknologi

2NF Naturfag 1, emne 2: Biologi-, fysikk- og kjemiundervisning på ungdomsskolen

InterAct Hvor er vi nå? Hvor skal vi? Knut STUA 11. februar 2015

Sluttrapport KJM1002 Høsten 2017

Materialteknologi - masterstudium (2-årig) MIMT år

Hvordan har læringsutbyttet av forelesningene vært? 1 til 5, der 1 er svært lavt læringsutbytte og 5 er svært høyt læringsutbytte.

Semesterplan Høsten 2009

NOKUTs rammer for emnebeskrivelser

KJEM/FARM110 - Emnerapport 2013 vår

LØSNINGSFORSLAG i stikkordsform Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

FYS Kvantefysikk. Magne Guttormsen Kjernefysikk, rom V124,

elementpartikler protoner(+) nøytroner elektroner(-)

Skjema for å opprette, endre og legge ned emner

Innledning: Arbeidsgruppen for grunnundervisning i matematikk og statistikk består av:

Karakterane 3 og 4 Nokså god eller god kompetanse i faget. Kommuniserer

Semesterplan Høsten 2006

Semesterplan Høsten 2007

Studieprogram Nanoteknologi

Kompetanse i skolen Årsstudium i fysikk.

Kompetanse for kvalitet Varig videreutdanning i kjemi for lærere 30 studiepoeng Kjemi del 2

BIO Sluttevaluering av kursansvarlige

Universitetet i Oslo MENA3300. Nanoteknologi. Eksamensark. Skrevet av: Sindre Rannem Bilden

KJEM/FARM110 - Emnerapport 2015 vår

MEK2500. Faststoffmekanikk 1. forelesning

Studieplan 2008/2009

Kort om kursene IN1900, MAT-IN1105, IN-KJM1900

Emnerapport 2014 høst KJEM230

VELKOMMEN TIL MAT-INF1100(L) Knut Mørken Rom 1033, Niels Henrik Abels hus

INF109 (kun et utvalg av kommentarene er med i denne rapporten)

Læreplan i kjemi - programfag i studiespesialiserende utdanningsprogram

Kompetanse for kvalitet Varig videreutdanning i fysikk for lærere 30 studiepoeng (del 2)

Naturfag 1 for 1.-7.trinn, 30 stp, deltid, Levanger

Dokument for kobling av triks i boka Nært sært spektakulært med kompetansemål fra læreplanen i naturfag.

100 Martin Hennum eller Kim A. Fredriksen SUM 986

FYS Kvantefysikk. Are Raklev Teoretisk fysikk, rom FØ456, ahye@fys.uio.no

Periodisk Emnerapport FYS2210 Høst2009

Kort om kursene IN1900, MAT-IN1105, IN-KJM1900

VELKOMMEN TIL MAT-INF1100

Kort om kursene INF1100 og MAT-INF1100L

Ekstraordinær E K S A M E N. MATERIALLÆRE Fagkode: ILI 1269

AKTUELLE ØVELSER (PRAKTISK INNSLAG) Øvelser som kan være aktuelle som praktisk innslag ved muntlig-praktisk eksamen.

Omlegging av brukerkurs i matematikk og statistikk ved MN-fakultetet RAPPORT FRA ARBEIDSGRUPPEN FOR GRUNNUNDERVISNING I MATEMATIKK OG STATISTIKK

Studieåret 2017/2018

Velkommen til. IN1010 Objektorientert programmering Våren 2018

Hvordan er arbeidsmengden i forhold til omfanget i studiepoeng?

Velkommen til bachelorprogrammene: Geofysikk og klima Geologi og geografi

BEMANNINGSPLAN H2016 (REVIDERT AUGUST)

Kjemi. Kjemi er læren om alle stoffers. oppbygging, egenskaper og reaksjoner reaksjoner i

Semesterevaluering. Første semester Biovitenskap høst 2017 STUT Tone F. Gregers, Førstelektor Skolelaboratoriet for biologi

Sivilingeniørstudiet nanoteknologi. Ta en utfordring - studer Nanoteknologi!

1 av 5 12/26/ :48 AM

Institutt for Informatikk ønsker alle nye studenter velkommen! Bachelorprogrammet Informatikk: språkteknologi

Kompetanse i skolen: Videreutdanning i kjemi for lærere

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR MATERIALTEKNOLOGI EKSAMEN I EMNE TMT4175 MATERIALTEKNOLOGI 2

Periode 1: UKE Miljø - mennesket og naturen

Thursday, August 19, Web-prosjekt

VELKOMMEN TIL MAT-INF 1100

Kompetanse for kvalitet Varig videreutdanning i kjemi for lærere 30 studiepoeng

Naturfagslab. Naturfag 2

Velkommen til bachelorstudiet i geofag: Geologi, geofysikk og geografi

Hydrogen & Brenselcelle biler Viktig for en miljøvennlig fremtid!

Delemne 10 stp, 2. klasse med vekt på trinn

BIOS1100 Innføring i beregningsmodeller for biovitenskap: erfaringer, semesterintegrering og videre utvikling

VELKOMMEN TIL MAT-INF1100

Evaluering / Egenvurdering. Periode Uke Innhold / Tema Kompetansemål Eleven skal kunne. Arbeidsmåter/ Læringsstrategier

Institutt for kjemi. Fakultet for naturvitenskap og teknologi. Instituttet sin aktivitet er spredt på 3 ulike bygg. Realfagsbygget C-fløya

Høgskolen i Østfold - Makroøkonomi SFB (10 studiepoeng) Forelesningsplan HØSTSEMESTER 2018

Tilsynsensorrapport 2008

Velkommen til bachelorprogrammene: Geofysikk og klima Geologi og geografi. ved Vanja Haugland, studieveileder for BA-programmene

BEMANNINGSPLAN H 2014

Betegnelse på undervisningsformer og godkjenningsrutiner for obligatoriske aktiviteter

Transkript:

MENA 1001 Truls Norby Kjemisk institutt/ Senter for Materialvitenskap og nanoteknologi (SMN) Universitetet i Oslo FERMIO Forskningsparken Gaustadalleen 21 NO-0349 Oslo truls.norby@kjemi.uio.no Kursinformasjon Kap. 1; Materialer og energi (innledning)

Kurs 10 studiepoeng (1/3 semester) Pensum Truls Norby: Energi og materialer kompendium 2019; 340 sider; Kjøpes kun i Akademika, Blindern Laboratorieøvelser i MENA 1001, kompendium, Deles ut. 2019: Hjelpekompendium Fysikk og kjemi Kursansvarlig: Truls Norby (truls.norby@kjemi.uio.no) Evaluering Obligatorisk midtveis deleksamen Teller 10%. Flervalg. PC. Skriftlig digital eksamen Teller 90%. PC.

Kursbeskrivelse; innhold og mål Innhold MENA1001 er et introduksjonsemne i materialvitenskap og en obligatorisk del av bachelorprogrammet Materialvitenskap for energi- og nanoteknologi. Emnet gir nødvendig bakgrunn i fysikk og kjemi og har stor vekt på materialer for miljøvennlig energiteknologi og på nanoteknologi. MENA1001 kan være et nyttig og interessant valgfritt emne i andre studieprogrammer. Vi skal Etablere VGS Fysikk 2 og Kjemi 2 nivå Dekke noe av innledende KJM- og FYSemner for å forberede videre KJM- og FYSemner. (Aktuell støttelitteratur er derfor pensumbøker i Fysikk 2 og Kjemi 2 og/eller innledende generelle kurs i fysikk og kjemi ved UiO) H2019: Hjelpekompendium Lære en god del grunnleggende og litt mer avansert fysikk og kjemi som danner et grunnlag for materialvitenskap Se på mange anvendelser av materialer i bærekraftig energi- og nanoteknologi

Etter å ha fullført emnet: Hva lærer du? har du grunnleggende kunnskaper om mekanikk, elektromagnetisme, forskjellige energibegrep og termodynamikk vet du hvordan elementær kvantemekanikk beskriver orbitaler, som gir opphav til atomenes oppbygging og egenskaper, periodesystemet, og ulike typer binding og egenskaper i molekyler og faste stoffer. behersker du støkiometri og mengdebegrep, kjenner sammenhengen mellom kjemisk reaksjonskinetikk, likevekt og termodynamiske og elektrokjemiske størrelser, og kan beregne spontanitet, likevekter og cellepotensial. har du oversikt over viktige klasser av strukturelle og funksjonelle materialer og en grunnleggende forståelse av hvordan sammensetning, bindinger, struktur, og defekter bestemmer deres mekaniske, optiske, elektriske, magnetiske og kjemiske egenskaper. kjenner du prinsipper og verktøy for nanovitenskap og noen viktige materialer og bruksområder i nanoteknologi, samt relaterte hensyn til helse, miljø og sikkerhet (HMS) og etiske, juridiske og samfunnsmessige aspekter (ELSA). har du oversikt over fossile og fornybare energikilder, konvertering, lagring og transport av energi, samt teknologi for å redusere forurensning og utslipp av klimagasser, med vekt på bruken av avanserte materialer og nanoteknologi. er du kjent med laboratoriearbeid i fysikk, kjemi og energikonvertering og kan forberede og utføre enkle laboratorieforsøk og bruke journal som dokumentasjonsverktøy.

Nytt i 2019 eller egentlig annerledes vektlagt: Innledende kjemi i Kap. 1 er omstrukturert Le Châtelier s prinsipp Diffusjon Fordi det ikke er plass til det i andre kurs; det passer godt i MENA1001; Fasediagrammer Komponenter Faser Faseoverganger Tilstandsdiagram (unære fasediagram) Binære fasediagram fordi det kan baseres på defekter. MENA 1000 Materialer, energi og nanoteknologi

Undervisning Forelesninger 4 timer/uke; mandager 12.15-14.00 og onsdager 10.15-12.00; Lille Fysiske Auditorium. Truls Norby (truls.norby@kjemi.uio.no) + Gjesteforelesere Kollokvier og lab Oppgaveløsning og prelab/postlab-øvelser. 4 timer/uke Gr. 1 tirsdager 12.15-14.00 (Avogadro) og torsdager 10.15-12.00 (obligatorisk) (Avogadro) Gr. 2 tirsdager 14.15-16.00 (Avogadro) og torsdager 12.15-14.00 (obligatorisk) (Avogadro) Andreas Heggelund (andreas.heggelund@fys.uio.no) ansvarlig Laboratorieøvelser (obligatoriske), 5 timer, erstatter kollokvier i 5 av ukene Lab 1, 4 og 5 går i FI FV 216. Lab 2 og 3 går i KI ØU 14. Lab 1-5 går i ukene 37, 40, 43, 47, og 48 Gr. 1 tirsdager 12.15-17.00 (Første lab i FI FV216) Gr. 2 torsdager 09.15-14.00 (Første lab i FI FV216) Prof. Karl Petter Lillerud (k.p.lillerud@kjemi.uio.no) ansvarlig Uke- og timeplaner finnes flere steder på semestersiden: Standardinfo (offisiell) Andre lærere på kollokvier og lab: Sigurd Øien-Ødegaard (sigurd.oien-odegaard@kjemi.uio.no) Katinka Emhjellen (l.k.emhjellen@smn.uio.no) Brage Brevig (bragebr@student.matnat.uio.no) Zakarias Laberg Hejlesen (zakarias.laberg@fys.uio.no) Tekniker: El Houssine Merrachi (e.h.merrachi@kjemi.uio.no) Semesterplan (fra kursansvarlig) Uke- og timeplan (fra kursansvarlig)

MENA1001 H2019 Timeplan 1&2

MENA1001 H2019 Timeplan 3&4

Innlevering og tilbakemeldinger Frister: 1 uke etter lab Lab-øvelser i MENA1001 1. Energi og varme Termodynamikk (entalpi, entropi, varme) og lys Termoelektriske materialer 2. Syntese Veiing, løsninger, fellinger, m.m. Syntese av en høytemperatur superleder YBa 2 Cu 3 O 7-δ (YBCO) 3. Titrering Volum, titrering, m.m. Titrering av oksygeninnhold i YBCO-prøven Nanopartikler 4. Funksjonelle materialer Elektriske egenskaper m.m. Teste superledning i YBCO-prøven 5. Energikonvertering Solcelle, elektrolysør, hydrogen, brenselcelle

Bruk web MENA1001 kurs- og semesterside http://www.uio.no/studier/emner/matnat/kjemi/mena1001/ http://www.uio.no/studier/emner/matnat/kjemi/mena1001/h19/ eller bare google MENA1001 Canvas (for informasjon, kommunikasjon, innlevering av labrapporter etc.)

MENA 1000 2014 12 10 8 6 63 tok deleksamen 41 tok slutteksamen 4 2 0 F E D C B A

Læreboka Hva og hvordan skal vi lære? Les for å forberede deg til forelesning. Forelesninger Jeg foreleser endel, men vi skal lære bedre ved at dere har lest, og vi deretter øver sammen. Belastning på et materiale fører til deformasjon, d.v.s. endringer i volum, fasong eller begge deler. Les en gang til Endringene forekommer i tre former: elastisk Ikke surfe, men pløye deformasjon som går tilbake når belastningen fjernes, plastisk deformasjon som forblir etter Kom! Noe er obligatorisk. avlastning, og brudd som deler materialet i to eller flere biter. Parameterne som beskriver forholdet Prøv på *-oppgaver mellom deformasjon og belastningen, og hvilken Prøv oppgitte oppgaver belastning materialet tåler før deformasjonen endrer karakter, utgjør materialets mekaniske egenskaper. Læreboka Kollokviene Lab Obligatorisk Les i labheftet, forbered deg, journal&rapport. Få hjelp! Få tilbakemeldinger! Hverandre!?! H2019: Ekstra hjelp i fysikk og kjemi frem til midtveis. Kompendium m.m.

Lese Overskrifter Hva handler det om? Avsnitt Finn ett innhold i hvert avsnitt Markér stikkord Hva har forfatteren prøvd å markere som viktig? Hva skjønner jeg? Hva skjønner jeg ikke? Overskrift OK? MENA 1000 Materialer, energi og nanoteknologi

Hva er et materiale?

Konstruksjonsmaterialer og funksjonelle materialer Konstruksjonsmaterialer (strukturelle materialer) Mekaniske egenskaper Styrke Utseende Funksjonelle materialer Fysikalske egenskaper

Metaller, plast, keramer Metaller Metalliske grunnstoffer Legeringer Duktile, leder varme og elektrisitet Metallglans Plast Polymere organiske forbindelser Myke Isolerende Keramer Forskjellige definisjoner Moderne versjon: Ikke-metalliske uorganiske faste forbindelser. Inkluderer glass. Typisk harde, sprø. Stor variasjon i sammensetninger og egenskaper

Komposittmaterialer Komposittmaterialer består av flere faser (oftest av forskjellig klasse; metall, plast, keram); Bedre egenskaper enn enkeltfasene eller Prishensyn/enklere fremstilling Eksempler: Fiberforsterket plast Cermets (Ceramic+metal) Armert betong

Kjemisk stoffer og reaksjoner

Balansere reaksjonsligninger

Eksempler og øvelser

Mikroteknologi Miniatyrisert og tettpakket teknologi føle (sensorer) huske (datalagre) tenke (prosessorer) handle (motorer og mekanikk) skaffe energi Solcelle Brenselcelle Termoelektrisk generator

Nanoteknologi Naturen har alltid hatt nanoskopiske strukturer Mineralsk Bergarter, leire, jord Biologiske Organismer, vev, ben, DNA Noen av de beste og sterkeste materialer som er kjent er naturens egne Skjell og andre skall (kompositt av mineralske og organiske stoffer) tre og andre plantefibre, edderkoppens tråd, osv. Nanoteknologi er å beherske kunstig fremstilling av og egenskaper til strukturer på nanometerskala Nye egenskaper Hybridisering (biologisk uorganisk) Miniatyrisering

Moderne samfunn og velferd krever energi. Hvor kommer den fra?

Bedre bruk av fossile energikilder Bedre effektivitet Mindre forurensning CO 2 -håndtering Energi (og miljø) for fremtiden Overgang til fornybare energikilder Direkte solenergi Indirekte solenergi Vannkraft Bølgekraft Vindkraft Geovarme Tidevannskraft Kjernekraft? Hydrogen som energibærer? Tidsperspektiv?

Materialer og energi Materialer er avgjørende for ny energiteknologi Energi er avgjørende for naturen, og for materialer Derfor skal vi Starte med energi Mekanikk Termodynamikk Lære om materialer Sammensetning og bindinger Struktur og mikrostruktur Mekaniske egenskaper - konstruksjonsmaterialer Funksjonelle egenskaper funksjonelle materialer Lære om energiteknologi. Fokus på Energikonvertering og -lagring Ny bærekraftig teknologi Materialaspektet Nanoteknologi nye muligheter ELSA og HMS

Inneholder to deler: Oppsummering Kontroll Kapitlenes oppsummering Bruk dem!

Oppgaver

Energiformer og energiomvandling